Tukikanavan rullanmuovauskone on jatkuva metallinmuovausjärjestelmä, joka taivuttaa asteittain litteän teräskelan materiaalin tukikanavaprofiiliksi - avoimeksi, uritettu rakennekehyskomponentti, jota käytetään rakennus-, sähkö-, mekaanisissa ja teollisissa asennuksissa. Kone muuntaa litteän teräsnauhan valmiiksi tukikanavaosuudeksi yhdellä rivillä kelan purkamisesta muotoiluun, lävistykseen ja katkaisuun, tuotantonopeudella, joka vaihtelee tyypillisesti 10-40 metriä minuutissa konfiguraation ja profiilin monimutkaisuudesta riippuen.
Strut-kanava – jota myydään myös tuotenimillä, kuten Unistrut, Superstrut ja Atkore – on yksi volyymiltaan eniten rullamuovattuja profiileja rakentamisen rautateollisuudessa. Sen ominainen C- tai U-poikkileikkaus sisäänpäin käännetyillä huuleilla ja jatkuvalla sarjalla 9/16" (14,3 mm) uritettuja reikiä pitkin rainaa on valmistettu mittastandardien mukaan, mukaan lukien NEMA FG-1, ASTM A1011 ja kansainväliset vastaavat. Tälle profiilille optimoitu telanmuovauskone voi tuottaa tämän geometrian ±0° ± 0 mm:n kulmaan uumalla ja 3 mm:n toleranssilla. täysi tuotantoajo.
Rullamuovausprosessi soveltuu luonnostaan tukikanavien tuotantoon, koska profiilin geometria – tasainen poikkileikkaus, korkea pituuden ja leveyden suhde ja linjarei'itysvaatimus – vastaa suoraan rullamuovauksen vahvuuksia: korkea suorituskyky, mittojen tasaisuus pitkillä tuotantoajoilla ja kyky integroida toissijaisia toimintoja, kuten lävistystä ja embosointia ilman lisäkäsittelyä.
Täydellinen tukikanavarullan muodostuslinja on integroitu sarja asemia, joista jokainen suorittaa tietyn toimenpiteen nauhan liikkuessa jatkuvasti sisääntulosta ulostuloon. Kunkin aseman roolin ymmärtäminen on välttämätöntä linjan teknisten tietojen arvioinnissa, vianmäärityksessä ja tuotantolaitoksen sijoittelun suunnittelussa.
Decoiler pitää raakateräskelan – tyypillisesti 1 000–5 000 kg – tuurnassa ja ohjaa maksujännitystä nauhan syöttäessä linjaan. Hydrauliset laajenevat karat ovat vakiona nykyaikaisissa linjoissa, mikä mahdollistaa nopean vaihdon eri kelojen sisähalkaisijoiden välillä. Suoristuslaite seuraa kelaa sarjalla offset-teloja (yleensä 7–11 rullaa), jotka tasoittavat kelasarjan - nauhan luonnollisen kaarevuuden, jota nauha ei kelaa - ennen kuin se tulee muodostusosaan. Jäljellä oleva kelasarja, jota suoristus ei korjaa, tuottaa valmiin kanavan, joka kaareutuu pituudeltaan sen sijaan, että se kulkisi suoraan.
Tuen kanavan uurretut reiät lävistetään ennen profiilin muodostamista, ei sen jälkeen - tätä konfiguraatiota kutsutaan esirei'itykseksi. Tasaisen massan lävistys on paljon yksinkertaisempaa ja tarkempaa kuin muotoillun C-osan lävistys, jossa työkalun pääsyä rainaan rajoittavat muotoillut huulet. Esirei'ityspuristin on servokäyttöinen tai nokkakäyttöinen mekaaninen puristin, jonka suutinsarja on konfiguroitu standardinmukaisiin 9/16" × 1-1/8" (14,3 × 28,6 mm) koloihin määritetyllä jakovälillä (tyypillisesti 1-7/8" tai 47,6 mm keskustasta keskustaan vakiotuella). Reiän jaon tarkkuus on kriittinen — kumulatiivinen nousuvirhe, joka kasvaa pitkin käämin pituutta, tuottaa kanavia, joiden reiät eivät ole kohdakkain, kun eri tuotantoerien kanavat kootaan yhteen paikan päällä.
Muovausmylly on linjan ydin – sarja parillisia ylemmän ja alemman telan työstöasemia, jotka on asennettu jäykkään runkoon, joista kukin taivuttaa nauhaa vähitellen lähemmäs lopullista profiilia. Vakiotukikanavaprofiili vaatii 12–18 muovausasemaa, joiden lukumäärä riippuu materiaalin paksuudesta, taivutuskulman vakavuudesta ja vaaditusta pinnan laadusta. Jokaisen aseman telat on tarkkuustyöstetty tiettyyn muovauskulmaan, ja asemat on suunniteltu progressiiviseksi sarjaksi: varhaiset asemat tekevät loivia mutkia; myöhemmät asemat sulkevat huulet ja asettavat lopullisen geometrian. Telan halkaisija, telan materiaali (yleensä D2 tai H13 työkaluteräs, karkaistu 58–62 HRC:hen) ja telan pinnan viimeistely määräävät suoraan valmiin kanavan mittatarkkuuden ja pinnan laadun.
Muovausmyllyn ulostulossa lentävä katkaisupuristin erottaa jatkuvan muotoillun osan yksittäisiksi pituuksiksi. Leikkaussuulake kulkee nauhan mukana leikkausiskun aikana säilyttäen synkronoinnin tuotantolinjan nopeuden kanssa ja palaa sitten aloitusasentoonsa seuraavaa leikkausta varten. Tämä lentävä liike eliminoi tarpeen pysäyttää siimaa jokaisen leikkauksen aikana, mikä mahdollistaa jatkuvan nopean tuotannon. Vakiotuen kanavapituudet ovat 3 m (10 jalkaa) ja 6 m (20 jalkaa), ja leikkauspituutta ohjataan enkooderipohjaisella pituusmittauksella ja servo-asemointitarkkuudella ±1 mm koko tuotantoajon aikana.
Leikatut pituudet poistuvat ulosajopöydälle - rullakuljettimelle, joka tukee kanavaa sen hidastuessa linjan nopeudesta. Automaattiset pinoamisjärjestelmät niputtavat leikatut pituudet laskettuihin pakkauksiin jatkokäsittelyä, nauhoitusta ja lähettämistä varten. Suuren volyymin linjoilla, jotka tuottavat 10 000 metriä vuorossa, automaattinen pinoaminen robotti- tai mekaanisella niputuksella vähentää merkittävästi työkustannuksia ja käsittelyvaurioita, jotka johtuvat pitkien, raskaiden kanavaosien manuaalisesta pinoamisesta.
Tukikanavan rullanmuovauskone on määriteltävä ja asetettava sen käsittelemälle materiaalialueelle. Materiaalin ominaisuudet vaikuttavat suoraan telatyökalujen suunnitteluun, muovausvoimavaatimuksiin, joustovaraan ja puhtaiden reikien tekemiseen tarvittavaan lävistystyökalujen geometriaan.
Vakiotukikanava valmistetaan kuumasinkitystä teräskelasta (HDGI) tai kylmävalssatusta teräksestä (CRS) ASTM A1011:n tai vastaavan mukaisesti, paksuudella 1,5 mm, 2,0 mm ja 2,5 mm (noin 16, 14 ja 12 gauge) kevyelle, tavalliselle ja raskaalle rakenteelliselle kanavalle. Esisinkitty kela on yleisin syöttömateriaali markkinoilla, joilla vaaditaan korroosionkestävyyttä, mikä mahdollistaa valmiin kanavan käytön ilman lisäpinnoitusta. Sähkösinkitty, ruostumaton teräs (304 ja 316L), alumiini (6061-T6) ja kuumavalssattu peitattu ja öljytty (HRPO) teräs käsitellään samalla konetyypillä asianmukaisin työkaluin ja parametrein.
Materiaalin myötöraja vaikuttaa suoraan takaisinjoustoon – taivutuksen jälkeen tapahtuvaan elastiseen palautumiseen. Vahvemmat teräkset (myötölujuus yli 350 MPa) joustavat takaisin enemmän kuin mieto teräs jokaisen muovausaseman jälkeen, mikä vaatii telatyökalun ylitaivuttamisen kompensoivan kulman verran. 250 MPa:n pehmeälle teräkselle suunniteltu tukikanavalinja tuottaa kanavia, joissa on avoimet, alle taivutetut huulet, jos sitä käytetään 550 MPa:n lujalla teräksellä ilman, että työkalun geometriaa uudelleen kompensoidaan. Nopeasti vaihdettavat työkalujärjestelmät, jotka mahdollistavat muotoilutelojen säätämisen tai vaihtamisen eri materiaalilajeihin ilman täydellistä purkamista, ovat merkittävä tuottavuusominaisuus linjoilla, jotka käsittelevät useita materiaalimäärityksiä.
Tukikanavan markkinat kattavat laajemman valikoiman profiilivaihtoehtoja kuin yksi vakio C-profiili. Useita markkinasegmenttejä palveleva tuotantolaitos tarvitsee linjan, joka pystyy tuottamaan näitä muunnelmia joko työkalujen vaihdon tai erillisen moniprofiilisen linjakokoonpanon avulla.
Yleisiä tukikanavaprofiiliperheitä ovat:
Työkalujen vaihtoaika on moniprofiilisten linjojen keskeinen toimintamittari. Perinteinen vaihto - kaikkien muodostusrullausasemien poistaminen ja uudelleenasennus - kestää 4–8 tuntia tyypillisellä tukikanavalinjalla. Nopeasti vaihdettavat työkalujärjestelmät kasettiasennetuilla rullasarjoilla lyhennä tämä 45–90 minuuttiin, mikä parantaa dramaattisesti lyhyiden tuotantosarjojen taloudellista kannattavuutta ja mahdollistaa useiden profiilien tilaustyön yhdestä linjasijoituksesta.
Kun määritetään tai verrataan tukikanavarullamuovauskoneita, seuraavat parametrit määrittävät koneen tuotantokyvyn, tuotannon laadun ja omistamisen kokonaiskustannukset:
| Erittely | Tyypillinen alue | Mihin se vaikuttaa |
|---|---|---|
| Muodostumisnopeus | 10-40 m/min | Tuotos vuoroa kohden; läpimenotaloustiede |
| Muodostusasemien lukumäärä | 12-20 | Profiilin laatu; materiaalivalikoima; pinnan kunto |
| Materiaalin paksuusalue | 1,0-3,0 mm | Tuotevalikoima; markkinoiden joustavuus |
| Esilävistyspuristimen tonnimäärä | 60-200 tonnia | Materiaalin suurin paksuus; lävistystyökalun käyttöikä |
| Leikkaustarkkuus | ±1-2 mm | Leikkauspituuden toleranssi; asiakkaan hyväksyminen |
| Kelan painokapasiteetti | 3000-10000 kg | Kelan vaihtotaajuus; tuotannon jatkuvuus |
| Ajojärjestelmä | AC servo / vaihdelaatikko-ketju | Nopeussäätö tarkkuus; huoltovaatimukset |
Käyttöjärjestelmän valinta ansaitsee erityistä huomiota. Vanhemmissa tukikanavalinjoissa käytetään yksimoottorista vaihteistoa ja ketjukäyttöjärjestelmää, joka välittää tehon kaikille vierintäasemille yhdestä keskusmoottorista. Tämä on mekaanisesti kestävä ja edullinen, mutta se ei tarjoa itsenäistä nopeuden säätöä asemaa kohti. Nykyaikaiset AC-servokäyttöiset linjat Käytä yksittäisiä servomoottoreita asemaa tai asemaryhmää kohti, mikä mahdollistaa tarkan nopeuden synkronoinnin, nopean kiihdytyksen ja hidastuksen lennon katkaisua varten sekä diagnostisen palautteen jokaiselta käytöltä, mikä helpottaa ennakoivaa huoltoa. Vaihteistoketjujärjestelmän servokäytön palkkio saadaan takaisin tyypillisesti 12–24 kuukaudessa romun vähenemisen, nopeamman vaihdon ja pienemmän huoltoseisokkiajan ansiosta suurivolyymisillä linjoilla.
Tukikanavan rullanmuovauslinja vaatii huolellista asennussuunnittelua, jotta tuotannon suorituskyky vastaa koneen eritelmiä. Seuraavat tekijät aliarvioidaan usein projektisuunnittelussa, ja ne ovat yleisiä syitä käyttöönoton viivästymiseen tai asennuksen jälkeiseen laadukkaaseen laatuun.
Perustus ja linjaus. Muovausmyllyn runko tulee asentaa tasaiselle, jäykkään betonilattialle – tyypillisesti vähintään 150–200 mm:n raudoitettu laatta – ja suunnata 0,1 mm/m tarkkuudella linjan pituusakselia pitkin. Esirei'ityspuristimen, muovausmyllyn ja katkaisupuristimen välinen linjausvirhe aiheuttaa nauhan seurantaongelmia, jotka ilmenevät vääntyneenä tai kaarevana kanavana ja nopeutuneena muotoilutelojen reunan kulumisena. Laserkohdistustarkastus asennuksen jälkeen ja perustuksen laskeutumisen jälkeen ensimmäisten 3–6 käyttökuukauden aikana on erittäin suositeltavaa.
Nauhan sisääntulokulma ja ohjaimen asennus. Nauhan on mentävä ensimmäiseen muodostusasemaan oikealla korkeudella ja oikealla sivusuunnassa. Useimmat valmistajat tarjoavat tätä tarkoitusta varten sisääntulooppaan, jossa on sivuttain ja pystysuora säätö. Esirei'ityspuristimen ulostulon on oltava tarkasti kohdakkain muovausmyllyn sisääntulon kanssa – mikä tahansa pystysuora tai sivusuuntainen siirtymä luo vipuvarren, joka synnyttää sivukuormituksen ensimmäisille muovausaseman teloille ja lisää nauhan kallistuksen.
Ensimmäisen tuotteen tarkastus ja profiilin kalibrointi. Alkuasennuksen jälkeen uudella materiaalilaadulla tai profiilityökaluilla ensimmäiset 5–10 metriä tuotantoa tulee mitata profiilipiirustukseen nähden useista poikkileikkauksista pitkin pituutta. Rainan leveys, huulen pituus, huulten kulma, kokonaiskorkeus ja suoruus (keula ja kaltevuus ASTM A568:n tai vastaavan mukaan) on kaikki tarkistettava ennen kuin täysi tuotanto hyväksytään. Tässä vaiheessa rullavälien ja sivurullan asentojen säädöt ovat normaaleja ja odotettavissa; lopullisten asetusparametrien dokumentointi luo toistettavan perusviivan tulevia kelojen vaihtoja varten.
Voitelujärjestelmä. Galvanoidun teräksen valssaus synnyttää muovaustelan kosketusalueille kitkaa, joka sekä kuluttaa työkaluja että voi naarmuttaa valmiin kanavan sinkkipinnoitteen. Useimmat tukikanavalinjat käyttävät muodostusasemissa kierrättävää öljysumua tai tulvavoitelujärjestelmää, jossa voiteluaine suodatetaan ja kierrätetään. Voiteluaineen valinta – tyypillisesti kevyesti muodostava öljy tai ruostetta ehkäisevä muovausaine – tulee sovittaa muovauksen jälkeisten pintakäsittelyvaatimusten mukaan; kanavan pinnalla olevien öljyjäämien on oltava yhteensopivia asiakkaan käyttämien jälkimaalausten, jauhemaalausten tai muiden sinkitysprosessien kanssa.